CN111579997A - 一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，包括S1：离线获取不同电池温度下电池基本参数并建立电池剩余能量SOE计算模型；S2：离线获取常温下的能量对标温度值T_N；S3：检测电池工作时k时刻的温度T_k并计算此时的电池剩余能量SOE记为SOE_k；S4：计算温度为T_N时，电池在k时刻的电池基本参数对应的电池剩余能量SOE记为SOE_N；S5：若T_k<T_N，则电池k时刻的冻结能量iSOE_k＝SOE_N‑SOE_k，若T_k≥T_N，则k时刻的冻结能量iSOE_k为0。本发明的优点是：能够获取低温情况下电池包中冻结的能量，为车机进行剩余里程计算提供可靠的数据基础，有利于提高剩余里程计算的准确性，解决了电动汽车在低温环境下，受汽车驾驶激烈程度或者热管理策略的影响，行驶过程中电池包温度发生明显变化时，导致的续航里程变得不真实的问题。

Description

一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法

技术领域

本发明涉及电池管理技术领域，尤其涉及一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法。

背景技术

当前，在市场、技术和政府宏观调控的推动下，电动汽车逐渐普及，已经成为人们日常生活中越来越常见的事物。电动汽车日常化以后，因动力电池在低温下，电量容易放不出来的这个传统问题就越加容易给消费者带来困扰。在常温下，电动汽车的续航里程可以根据动力电池的可用能量(SOE，或剩余可用能量)来估计，但是，在电池温度快速变化的时候，可用能量会产生较大的波动，尤其是电池在低温状态下时，电池的可用能量大幅缩减，而温度一旦上升，可用能量又逐渐增加，这个波动对续航里程的估计带来了很大的不确定性。

现有的能量估算方法主要是通过离线测定电池温度、电池的荷电状态(SOC)与剩余的可用能量的关系，制作成map图存储在系统里，在确定的温度下根据查表获得剩余的可用能量并没有考虑因温度而冻结在电池包内能量。在实际使用过程中，电池包在启动热管理加热电池包时，或者低温环境下大功率使用时，电池温度会逐渐上升，可用能量也会逐渐上升，这样容易导致开车开了一段路以后，续航里程反而会增加，极大的影响了驾驶者对续航里程的判断，在现阶段尚没有对于电池冻结能量进行计算的方案。

发明内容

本发明主要解决了上述问题，提供了一种通过对比电池包在当前温度在和能量对标温度值时的剩余能量来获取冻结能量的电动汽车动力电池冻结能量估计方法，通过该方法能够获取电池冻结能量，避免由于电池温度升高或降低带来的续航里程数测算不准确的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，包括以下步骤：

S1：离线获取不同电池温度下电池基本参数并建立电池剩余能量SOE计算模型；

S2：离线获取常温下的能量对标温度值T_N；

S3：检测电池工作时k时刻的温度T_k并计算此时的电池剩余能量SOE记为SOE_k；

S4：计算温度为T_N时，电池在k时刻的电池基本参数对应的电池剩余能量SOE记为SOE_N；

S5：若T_k＜T_N，则电池k时刻的冻结能量iSOE_k＝SOE_N-SOE_k，若T_k≥T_N，则k时刻的冻结能量iSOE_k为0。

在电池包离线状态下采集不同温度条件下的电池基本参数，基于此对电池包上线工作时的SOE，同时计算在当前电池包在能量对标温度值T_N下应有的SOE_N，最后通过比较SOE_N和SOE确定冻结能量，冻结能量的准确计算，能够使得车机在进行里程判断时避免电池温度对判断结果的影响，防止出现里程数随着车辆的行驶不减反增的情况，提高用户体验，使用户对实际里程数有一个准确的判断。

作为上述方案的一种优选方案，所述电池基本参数包括OCV曲线、电池额定容量和电池荷电状态SOC。

作为上述方案的一种优选方案，所述SOE计算模型为：

SOE＝f(SOC,T)＝SOC*OCV*Cap

其中，Cap为电池额定容量，T为温度。

作为上述方案的一种优选方案，所述能量对标温度值T_N为电池剩余可用能量随温度上升单调递增的最大临界温度值和热管理启动加热后温度上升最大值中的较小值。电池剩余可用能量随温度上升单调递增的最大临界温度值为电池冻结能量完全释放时的温度，热管理启动加热后温度上升最大值为汽车行驶过程中在车辆正常时的最高温度，选择其中的较小值使得电池冻结能量估计结果更贴合实际，更为准确。

作为上述方案的一种优选方案，所述步骤S4中

SOE_N＝f(SOC_k,T_N)

其中，SOC_k为电池在温度为T_k时的电池荷电状态SOC。

作为上述方案的一种优选方案，还包括将此时获取的电池剩余能量SOE_k和冻结能量iSOE_k发送给车机，车机进行剩余里程和冻结里程计算并在仪表上显示。

本发明的优点是：能够准确的获取低温情况下电池包中冻结的能量，为车机进行剩余里程计算提供可靠的数据基础，有利于提高剩余里程计算的准确性，解决了电动汽车在低温环境下，受汽车驾驶激烈程度或者热管理策略的影响，行驶过程中电池包温度发生明显变化时，导致的续航里程变得不真实的问题。

附图说明

图1为实施例中电动汽车动力电池冻结能量估计方法的一种流程示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例：

本实施例一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1：离线获取不同电池温度下电池基本参数并建立电池剩余能量SOE计算模型，电池基本参数包括OCV曲线、电池额定容量和电池荷电状态SOC，电池剩余能量SOE计算模型为

SOE＝f(SOC,T)＝SOC*OCV*Cap

其中，Cap为电池额定容量，T为温度，为了便于数据的调用和存储还可以建立SOE、SOC和温度的三维map图表，SOE计算模型和三维map图表均存储于存储器内工车机调用；

S2：离线获取常温下的能量对标温度值T_N，T_N为电池剩余可用能量随温度上升单调递增的最大临界温度值T_s和热管理启动加热后温度上升最大值T_p中的较小值，即T_N＝min(T_s,T_p)，能量对标温度值T_N也存储于存储器中；

S3：检测电池工作时k时刻的温度T_k，根据三维map图表获取此时的电池荷电状态SOC_k并计算此时的电池剩余能量SOE记为SOE_k，SOE_k＝f(SOC_k,T_k)；

S4：计算温度为T_N时，电池在k时刻的电池基本参数对应的电池剩余能量SOE记为SOE_N，即保持k时刻电池包荷电状态不变SOC_k，将电池包温度变为对标温度值T_N，计算该情况下的电池剩余可用能量SOE_N＝f(SOC_k,T_N)；

S5：若T_k＜T_N，则电池k时刻的冻结能量iSOE_k＝SOE_N-SOE_k，若T_k≥T_N，则认为电池包中冻结能量已被完全释放，k时刻的冻结能量iSOE_k为0。

S6：将此时获取的电池剩余能量SOE_k和冻结能量iSOE_k发送给车机，车机进行剩余里程和冻结里程计算并在仪表上显示。对于剩余里程和冻结里程采用不同颜色的图案进行区分。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (6)

1.一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：包括以下步骤：

S1：离线获取不同电池温度下电池基本参数并建立电池剩余能量SOE计算模型；

S2：离线获取常温下的能量对标温度值T_N；

S3：检测电池工作时k时刻的温度T_k并计算此时的电池剩余能量SOE记为SOE_k；

S4：计算温度为T_N时，电池在k时刻的电池基本参数对应的电池剩余能量SOE记为SOE_N；

S5：若T_k<T_N，则电池k时刻的冻结能量iSOE_k＝SOE_N-SOE_k，若T_k≥T_N，则k时刻的冻结能量iSOE_k为0。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：所述电池基本参数包括OCV曲线、电池额定容量和电池荷电状态SOC。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：所述SOE计算模型为：

SOE＝f(SOC,T)＝SOC*OCV*Cap

其中，Cap为电池额定容量，T为温度。

4.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：所述能量对标温度值T_N为电池剩余可用能量随温度上升单调递增的最大临界温度值和热管理启动加热后温度上升最大值中的较小值。

5.根据权利要求3所述的一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：所述步骤S4中

SOE_N＝f(SOC_k,T_N)

其中，SOC_k为电池在温度为T_k时的电池荷电状态SOC。

6.根据权利要求1所述的一种电动汽车动力电池冻结能量估计方法，其特征是：还包括将此时获取的电池剩余能量SOE_k和冻结能量iSOE_k发送给车机，车机进行剩余里程和冻结里程计算并在仪表上显示。

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